(57)【要約】      （修正有）【課題】加工が容易で、基板に実装する電子部品の高さが異なっていても熱伝達の効率低下を防止する放熱構造を有する電子装置を提供する。【解決手段】第１の回路基板１１に実装された熱伝達体３１と第２の回路基板４１に実装された発熱部材とを熱伝導接合し、且つ第２の回路基板４１を介して第１の回路基板１１と発熱部材とが電導接続されており、熱伝達体３１は、発熱部材と電導接続する領域以外は断熱材３２で被覆されている電子装置である。【選択図】図２
2007073668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回路基板に実装された熱伝達体と第２の回路基板に実装された発熱電子部品とを熱伝導接続し、且つ第２の回路基板を介して第１の回路基板と発熱電子部品とが電導接続されていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱伝達体は前記発熱電子部品と熱伝導接続する領域以外を断熱材で被覆されていることを特徴とする電子装置。
【請求項３】
請求項１に記載の第２の回路基板は発熱電子部品を１つ又は複数個実装されていることを特徴とする電子装置。
【請求項４】
請求項１に記載の第１の回路基板に熱伝達体が少なくとも１つ実装されていることを特徴とする電子装置。
【請求項５】
熱伝達体の少なくとも１面と回路基板に実装された発熱電子部品の一面とを熱伝導接続し、且つ前記回路基板を介して押圧力を調整可能に固定されていることを特徴とする熱伝達体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路基板に実装された電子部品が発熱した熱を放熱体に伝達する伝熱装置と、この伝熱装置を回路基板に実装した電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、情報機器装置、携帯電話器等は高性能化、小型軽量化が望まれている。高性能化に伴って、機器装置内の回路基板に搭載された電子部品の発熱量が多くなっている。更に小型軽量化によって部品実装密度が増している。これらの理由にて機器装置内部の温度が上昇し高温になっている。この高温によって回路基板に実装された電子部品が誤動作する。従って電子部品が発熱した熱を放熱する放熱体に伝熱し、この放熱体から装置外部に放熱して電子部品を冷却する必要がある。
【０００３】
一方、回路基板に搭載された電子部品は種類が多く、形状、サイズが異なり、具体的には回路基板に搭載された電子部品の背の高さ、つまり背高が異なる。更に実装された電子部品は回路基板上に散在している。これらの電子部品の熱を放熱体に伝熱する一般的な方法は下記のように行なわれている。
【０００４】
複数の電子部品の頭部と当接する金属ケースを設けて電子部品の熱を金属ケースに伝熱している。更にこの金属ケースから放熱体に熱を伝熱している。そしてこの放熱体から装置外部に放熱している。複数の電子部品の背の高さが異なる各電子部品と金属ケースとに隙間がある。これらの隙間の寸法は異なっている。これらの異なる隙間の寸法に応じて金属ケースに各種類の深さの凹部を電子部品と対応する位置に設けている。その結果として金属ケースの凹部と電子部品とが接触して伝熱される。このような技術として下記特許文献１、２に記載された技術がある。
【０００５】
これらの他の技術に、伝熱用のシールド板を使用し、このシールド板はＬ字状の切り欠き部が設けられている。このＬ字状の切り欠き部の高さ寸法は隙間の寸法に応じて各種類を設けられている。その結果としてシールド板のＬ字状欠き部と電子部品の頭部とが接触して伝熱される。このような技術として下記特許文献３に記載された技術がある。
【０００６】
これら以外の技術に、放熱ブロックを使用し、この放熱ブロックと電子部品との隙間にスペーサー、具体的には金属ピース、またはシリコン剤のゲル状物質が設けられている。このスペーサーは高さ寸法の異なる電子部品との隙間の寸法に応じて各種類の寸法の金属ピース、またはシリコン剤のゲル状物質が設けられている。その結果としてスペーサーと電子部品の頭部とが接触して伝熱される。そして放熱ブロックの上面は平坦に形成される。このような技術として下記特許文献４、５に記載された技術がある。
【０００７】
さらに他の技術として、電子部品の搭載された２枚のプリント基板が対向配置して設けられている。これらのプリント基板との隙間に袋状薄膜が設けられている。この袋状薄膜は形状変化可能で薄膜の袋内に不活性液体またはゲル状物質が内封されている。そしてこの形状変化可能な袋状薄膜が各電子部品との異なる背の高さによって生じる隙間を埋めている。その結果として袋状薄膜と電子部品の頭部とが接触して伝熱される。このような技術として下記特許文献６、７に記載された技術がある。
【特許文献１】特開平１０−６５３８５号公報
【特許文献２】特開２００２―２３２１７２号公報
【特許文献３】特開２００１―１４７０６１号公報
【特許文献４】特開平１０−４２８１号公報
【特許文献５】特開平１１―２６９６８号公報
【特許文献６】特開平０４―２７６６９９号公報
【特許文献７】特開平０９―２１４１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１、２、３に記載された技術は金属ケースの凹部を設ける。またはシールド板にＬ字状の切り欠き部を設けている。これら凹部、Ｌ字状の切り欠き部は各種類が有るために凹部または、Ｌ字状の切り欠き部の加工工数が多く必要であり、さらに凹部、Ｌ字状の切り欠き部の深さ精度が必要である。何故ならば精度が悪いと電子部品と金属ケースとの接触圧力にバラツキが生じるからである。このバラツキにより密着度が変化する。この密着度の低下が熱伝達の効率を低下させる。
【０００９】
更に特許文献４、５に記載された技術は放熱ブロックと電子部品との隙間にスペーサーを設けている。このために電子部品とスペーサーとの接続面が２箇所になる。具体的には電子部品とスペーサーとの接続面が１箇所、スペーサーと放熱ブロックとの接続面が１箇所で合計２箇所有する。接続面の数が多くなるほどに接続面での熱伝達の抵抗が大きくなり、熱伝達の効率が低下する。
【００１０】
次に特許文献６，７に記載された技術は２枚のプリント基板の隙間を埋める大容量の袋状薄膜が必要となる。したがって容積が多く必要になり更に不活性液体またはゲル状物質の重量が増加される。従って小型軽量化が望まれる情報機器装置、携帯電話器等に不適切である。
【００１１】
本発明の目的は伝熱装置の製作に多くの加工工数、加工精度を必要とせず、実装する電子部品の背の高さが異なっても電子部品と放熱ブロックとの熱伝達の効率低下を防止でき、且つ電子部品と放熱ブロックとの接続面の数を少なくし熱伝達の効率低下を防止し、大容量化と、重量増加を防止する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の回路基板に実装された熱伝達体と第２の回路基板に実装された発熱電子部品とを熱伝導接続し、且つ第２の回路基板を介して第１の回路基板と発熱電子部品とが電導接続されている電子装置である。更にこの熱伝達体は前記発熱電子部品と熱伝導接合する領域以外を断熱材で被覆されている。また第２の回路基板は発熱電子部品を１つ又は複数個実装されている。次に第１の回路基板に熱伝達体が少なくとも１つ実装されている。そして熱伝達体の少なくとも１面と回路基板に実装された発熱電子部品の一面とを熱伝導接続し、且つ前記回路基板を介して押圧力を調整可能に固定されていることを特徴とする熱伝達体装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば伝熱装置の製作に多くの加工工数と、加工精度を必要とせず、且つ電子部品と放熱ブロックとの接続面が少なくできる。更に背の高さが異なる電子部品、つまり各電子部品に背高差が有っても熱伝達体に各発熱部品を押圧する押圧力が容易に得られる。この押圧力は第２回路基板のネジの締め付け力にて容易に調整できる。このために熱伝達体と発熱部品との片当たりを無くすことができる。このために発熱電子部品と熱伝達体とが一体化される。従って発熱部品が回路基板上を散在することがない。換言すると熱伝達体の周囲に発熱部品を集約するために効率良く伝熱できる。続いて第１の回路基板に実装された熱伝達体は熱伝達パイプと着脱自在に接続されているので熱伝達装置を容易に交換できる。次に熱伝達体に実装された第２の回路基板はネジで固定されているので容易に交換できる。第２回路基板に実装された発熱部品は第２回路基板を介してネジ固定されているので発熱部品の交換が容易に行える。次に第２回路基板は複数種類を用意されているので如何なる背高差にも適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は本実施形態に係る電子回路基板装置の概略構成図である。図２は本実施形態に係る熱伝達装置の概略構成図である。図3は本実施形態に係る第２の回路基板装置の概略構成図である。
１は電子回路基板装置、１０は第１の回路基板装置、１１は第１の回路基板、２０は非発熱電子部品であり、３０は熱伝達装置、３１は熱伝達体、３２は断熱材、３３は冷媒、４０は第２の回路基板装置、４１は第２の回路基板、４２は発熱電子部品、４３は接続リード線、４４は熱伝導補助部材、５０は第３の回路基板装置、６０は固定金具、６１は熱伝達パイプである。
【００１６】
以下に上記の構成を詳細に説明する。
最初に、電子回路基板装置１は大略、第１の回路基板装置１０と熱伝達装置３０と第２の回路基板装置４０とから構成されている。第１の回路基板装置１０は非発熱電子部品３０が第１の回路基板１１上に複数実装され、さらに複数の熱伝達装置３０が固定金具６０を介してネジで固定されている。しかし図面は説明を理解し易いように１つの熱伝達装置３０を記載している。この熱伝達装置３０に第２の回路基板装置４０がネジで固定されている。非発熱部品３０は、例えばデジタル回路素子、コンデンサ、コイル、端子等である。
【００１７】
次に、図２は本実施形態に係る熱伝達装置の構成図である。
熱伝達装置３０は熱伝達体３１の周囲を発熱部品４２が当接する領域を除いて断熱材３２で被覆されている。この熱伝達体３１はアルムニウム、銅、錫等の材料で作られており、断熱材３２はガラスウール材が使用される。そして、この熱伝達体３１は、例えば角柱体の形状であり、角柱体の中心部に貫通孔が設けられている。この貫通孔内を冷媒３３が流れる。この冷媒３３は液体または気体で熱伝達用の冷却媒体である。この熱伝達体２１の側面、上面のいずれかの１面に熱伝導補助部材４４を介して第２の回路基板装置３０に実装された発熱部品４２が当接されている。この熱伝導補助部材４４は発熱部品４２の発熱を熱伝達体３１に効率よく熱伝達するための補助部材である。熱伝達装置３０は第２の回路基板装置４０、または第３の回路基板装置５０が実装されている。これら第２の回路基板装置４０、第３の回路基板装置５０は熱伝達装置２０内を流れる冷媒の上流側から下流側に向かって発熱量の小さい部品から発熱量の大きい部品の順序で取り付けられる。
【００１８】
そして熱伝達体３１の両端は接続口が設けられ、これら接続口が熱伝達パイプ６１に接続される。前記熱伝達パイプ６１の一方は図示しない放熱装置へ接続されている。そして図示しない放熱装置から前記熱伝達パイプ６１の他方に接続されて冷媒３３が循環される。この熱伝達装置３０内を流れる冷媒３３が並列および／または直列に流れるように複数の熱伝達装置３０が接続されている。
【００１９】
続いて図３は本実施形態に係る第２の回路基板装置の構成図である。
第２の回路基板装置４０は第２の回路基板４１に複数の発熱部品４２が実装されている。これらの発熱部品４２の端子に接続された接続リード線４３が第１の回路基板１１の回路部に接続されている。これらの発熱部品４２の背の高さＨ１は同じ高さである。そして第２の回路基板４１の発熱部品４２を搭載していない両端にネジ孔が形成されている。この第２の回路基板４１を介して熱伝達装置３０に第２の回路基板装置４０をネジにて固定している。従って両端のねじを締めることで回路基板４１の撓みを利用して、熱伝達装置３０に第２の回路基板装置４０が押圧力を調整可能にネジで固定されている。また第３の回路基板装置５０は第３の回路基板５１に複数の発熱部品５２が実装されている。これらの発熱部品５２は背の高さがＨ２である。発熱部品４２のＨ１と発熱部品５２のＨ２とは背の高さが異なる。このように発熱部品の背の高さで第２の回路基板装置４０、第３の回路基板装置５０にグループ分けしている。従って同グループ内の部品は同じ背の高さとなる。従ってネジ３４の締め付け力を調整することで熱伝達装置と発熱部品との押圧力を調整でき接触圧力のバラツキを防止できる。そして第２の回路基板４１、第３の回路基板５１に形成されている各接続リード線４３が第１の回路基板１１の導体回路に導電接続されている。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明によれば、熱伝達装置３０の周囲、具体的には熱伝達体３１の側面、上面のいずれかの１面に発熱電子部品を集約できる。このために従来のように散在した発熱部品３２の発熱を放熱装置へ伝熱するのと比較すると、本発明のほうが伝熱する距離が短くなり効率良く放熱装置に伝熱できる。続いて第１の回路基板装置１０に搭載された熱伝達装置２０は熱伝達パイプ６１を介して接続されている。このために電子回路基板装置１の交換、例えばリペアー時の取外しや、組立作業を容易に行える。更に第１の回路基板装置１０に複数の熱伝達装置３０が固定金具６０を介してネジで固定されている。このために熱伝達装置２０の交換、例えばリペアー時の取外し、組立作業を容易に行える。次に第２の回路基板装置４０、第３の回路基板装置５０はネジ固定されている。このために回路基板装置４０、５０の交換、例えばリペアー時の取外し、組立作業を容易に行える。
【００２１】
以上のまとめとして、本発明の構成およびそのバリエーションを以下に付記として列挙する
（付記１）  第１の回路基板に実装された熱伝達体と第２の回路基板に実装された発熱電子部品とを熱伝導接続し、且つ第２の回路基板を介して第１の回路基板と発熱電子部品とが電導接続されていることを特徴とする電子装置。
【００２２】
（付記２）  付記１に記載の熱伝達体は前記発熱電子部品と熱伝導接続する領域以外を断熱材で被覆されていることを特徴とする電子装置。
【００２３】
（付記３）  付記１に記載の第２の回路基板は発熱電子部品を１つ又は複数個実装されていることを特徴とする電子装置。
【００２４】
（付記４）  付記１に記載の第１の回路基板に熱伝達体が少なくとも１つ実装されていることを特徴とする電子装置。
【００２５】
（付記５）  熱伝達体の少なくとも１面と回路基板に実装された発熱電子部品の一面とを熱伝導接続し、且つ前記回路基板を介して押圧力を調整可能に固定されていることを特徴とする熱伝達体装置。
【００２６】
（付記６）  付記１、３に記載の第２の回路基板に複数個実装された各発熱電子部品は回路基板面からの高さが略同一であることを特徴とする電子装置。
【００２７】
（付記７）  付記１，２、４に記載の複数個実装された熱伝達体内は並列又は/及び直列に流れるように接続されていることを特徴とする電子装置。
【００２８】
（付記８）  付記１，２，４，６に記載の熱伝達体は冷媒通路を有することを特徴とする電子装置。
【００２９】
（付記９）  前記冷媒通路の上流側から下流側に向かって発熱量の少ない前記発熱部材から発熱量の多い発熱部材の順番で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【００３０】
（付記１０）  付記１、２，４，６に記載の熱伝達体は熱伝達パイプを介して放熱体に接続されていることを特徴とする電子装置。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係る電子回路基板装置の構成図である。
【図２】本実施形態に係る熱伝達装置の構成図である。
【図３】本実施形態に係る第２の回路基板装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  電子回路基板装置、
１０  第１の回路基板装置、
１１  第１の回路基板、
２０  冷却の対象に選択されない部品、例えば非発熱電子部品、
３０  熱伝達装置、
３１  熱伝達体、
３２  断熱材、
３３  冷媒、
４０  第２の回路基板装置、
４１  第２の回路基板、
４２  発熱電子部品、
４３  接続リード線、
４４  熱伝導補助部材、
５０  第３の回路基板装置、
６０  固定金具、
６１  熱伝達パイプである。
【図１】
2007073668.tif 000003
【図２】
2007073668.tif 000004
【図３】
2007073668.tif 000005